CONTRIBUTION DE LA TOMOGRAPHIE ÉLECTRIQUE ET DU BRUIT

SISMIQUE H/V A LA CARACTÉRISATION DES DÉPÔTS ALLUVIAUX

DANS LE BASSIN DU KOU (BURKINA FASO)

ELIE SAURET, JEAN BEAUJEAN, FREDERIC NGUYEN, SAMUEL WILDEMEERSCH, ABDOU BABAYE,

SERGE BROUYERE

Colloque de Dakar – 29/10/2012 – 03/11/2012

Université de Liège - Faculté des Sciences Appliquées

Département ArGEnCo - Architecture, Géologie, Environnement et Constructions

Unité Geo³ - Géotechnologie, Hydrogéologie, Prospection géophysique

Plan de l’exposé

I. Introduction

II. Objectifs de l’étude

III. Méthodologie d’étude de la plaine alluviale du bassin du Kou

IV. Présentation des résultats de la prospection géophysique : ERT

et bruit sismique H/V

V. Conclusion

I. Introduction : problématique des eaux

souterraines dans la partie Sud du Burkina

1. Constat de départ 1/2- une zone bien dotée en eau -

Situation: Sud – Ouest du Burkina Faso Superficie: 1.800 km² Ressources en eau: des sources des cours d’eau pérennes une nappe du ‘sédimentaire’ (moyennement à peu profonde) une nappe phréatique ‘alluviale’ (superficielle) Utilisateurs: AEP de Bobo-Dioulasso ville de Bobo-Dioulasso zones agricoles

1. Le constat de départ 2/2 - Mauvaise gestion et répartition des ressources pour les divers usages

- les informels / les spontanés / les pirates

- Les formels -

- Les industriels -

2. Conséquences 1/1. Concurrences et conflits autour des usages

2.4m3/s à 3.4m3/s

Sources de Kodala

Q = 0.003m3/s

Koumi Q= 0.035m3/s

Confluence Q = 0.055m3/s

Périmètre Q = 1.05m3/s à 0.75m3/S

Dinderesso Q = 1.7m3/s

Nasso Station Q = 1.8m3/s

Diaradougou Q =1.4m3/s

Mouhoun

KO

U

0.3m3/s -300ha

0.35 à 0.65m3/s

AEP Bobo : 0.22 m3/s

Débits Prélèvements Besoins

Périmètre irrigué

• Exploitation abusive, Gaspillages • Conséquences : conflits et tensions

3. Solutions 1/1. Et pourtant : Présence potentielle d’un

aquifère alluvial

Constat : 10% Eaux Alluviales utilisées pour les activités agricoles

Eaux alluviales atteintes par différents systèmes de prélèvement

Géométrie et caractéristiques hydrodynamiques, relation PA-ESO-ES?, Potentialités en eau

Puisard - nappe

Puisards- mare-nappe

Puits - nappe

II. Objectifs de l’étude

1. Objectif général: Estimer les potentialités de l’aquifère de la plaine alluviale du Kou, en aval des sources de Nasso-Guinguette et les possibilités d’exploitation de cet aquifère comme ressource complémentaire /alternative aux eaux de surface

2. Objectifs spécifiques:

Comprendre le fonctionnement hydrogéologique de la nappe alluviale en relation avec les eaux de surface et les eaux souterraines profondes

Proposer des outils d’analyse prévisionnelle de l’évolution de la ressource en eau de la nappe afin d’optimiser et rationaliser son exploitation.

2. Objectif général et spécifique 1/1. Etude des potentialités de la nappe alluviale

II. Méthodologie d’étude de la plaine alluviale du

bassin du Kou :

1. Résolution du problème 1/2. Modèle conceptuel

Approche bilantaire globale

QRQQQt

VPAPAKPABR

PA

//

THESE à démontrer : PA = Ressource alternative

aux prélèvements dans le Kou en contre saison

BRPAPABRPABR QQQ /

KPAPAKPAK QQQ /

R = recharge et Q = flux latéraux

(amont et aval)

Modèle conceptuel des interactions entre les trois réservoirs

RESERVOIRS OBJECTIFS PARAMETRE METHODOLOGIE OBJECTIFS

Extension latérale ∆L, ∆l

Approche

hydrogéomorphologique

PLAINE ALLUVIALE Extension verticale ∆Z Géophysique

Hydrodynamisme T, Ss, K Piézométrie

Essais de pompage, Slug

Test

METHODE

Suivi des niveaux

d'eau ∆H

Monitoring en continue

des niveaux d’eau

Quantification des

potentialités de la PA

RIVIERE KOU Evolution des débits Qaval, Qamont , ∆Q Mesures au moulinet MODEL

Interactions entre les 03

réservoirs

Interaction avec la PA ∆QK/PA Water budgeting method

Modèle conceptuel du Fonctionnement de la PA

Mesure directe

Modélisation analytique et

numérique des ∆H

BEDROCK Niveaux d'eau ∆H

Monitoring en continue

des niveaux d’eau

Interaction avec la PA ∆QBr/PA

Modélisation analytique et

numérique des ∆H

Essai de pompage

AUTRES

INVESTIGATIONS

Faciès hydrochimique Analyse ions

majeurs/mineurs

Minéralisations et

mélanges d’eau Cw, Tsj

Analyse factorielle (ACP,

SOMS)

1. Résolution du problème 2/2. Méthodologie d’étude

III. Présentation des résultats de la prospection

géophysique : ERT et Bruit sismique H/V

1. « Cartographie géophysique » 1/5. Caractérisation de l’extension verticale de la plaine alluviale

Géophysique

ERT

HV sismique

Géoradar

PS

31 Profils

21 HV

10 ERT

ERT

1. « Cartographie géophysique » 2/5. Principes ERT et Bruit Sismique H/V

Tomographie électrique

Image 2D/3D de résistivité de pseudo section du sol et/ou du sous sol

Résistivité apparente du sol mesuré

Dispositif wenner alpha utilisé : ratio signal/bruit meilleur

64 électrodes de mesure régulièrement espacés

I

VVk NM

a

Bruit sismique H/V

Enregistrer les composantes H et V du bruit sismique à un endroit.

La fréquence 1D fondamentale liée à la résonance sol, la vitesse de l'onde de

cisaillement (Vs) de la couche supérieure et son épaisseur est donnée par :

h

Vf sV

H

40

1. « Cartographie géophysique »

3/5. Caractérisation de l’extension verticale de la plaine alluviale

Amont : Site de Nasso

ERT : variations latérales des résistivités en surface/subsurface en RG et RD : dépôts

alluviaux hétérogènes (sables et sables argileux – Pz15 et PN07)

Remontée du bedrock des RG et D vers le Kou

1. « Cartographie géophysique »

4/5. Caractérisation de l’extension verticale de la plaine alluviale

Aval : Site de Sandimisso

ERT : résistivités en surface/subsurface quasi constantes en RD : dépôts homogènes (argiles)

Géométrie des dépôts en forme de V : bords argileux et fonds : bedrock déconsolidé/altéré –

typique de zones de failles d’effondrement

1. « Cartographie géophysique »

5/5. Conclusion

Conclusion

Amont :

dépôts hétérogènes (sables à sables argileux, rémontée du bedrock du

glacis vers la rivière Kou (17m - 2.5m)

Aval :

dépôts d’argiles et latérites homogènes et épais (15-55m)

géométrie des dépôts en forme de V liée à la tectonique favorisant des

phénomènes d’intrusions dolétritiques altérées dans le temps et comblant

le fond du V.

Prospection géophysique non destructive (ERT et H/V sismique) peut

être un outil de caractérisation des hétérogénéités latérales et verticales

des dépôts – A valider avec les données des forages/piézomètres

MERCI DE VOTRE ATTENTION